JP6881735B2 - Nickel / titanium alloy having a surface layer substantially free of nickel and its manufacturing method - Google Patents

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本発明は、ニッケルを実質的に含まない表層を有するニッケル/チタン合金及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a nickel / titanium alloy having a surface layer substantially free of nickel and a method for producing the same.

ニッケル/チタン合金(以下、Ni−Ti合金と表す)は、代表的な形状記憶合金である。形状記憶合金は一般に、一定の温度(変態点)以上の温度では変形を受けても元の形状に回復する性質と、変態点以下の温度で変形しても変態点以上の温度になると元の形状に回復するという性質とを備えている。Ni−Ti合金は、形状記憶合金の中でも耐食性、耐使用回数、耐久性、超弾性等において優れた特性を有していることから、携帯電話のアンテナ材、ボディスーツのワイヤー、時計バンド、眼鏡フレームなどの生活用具、さらには歯列矯正ワイヤー、ステント、インプラントなどの医療用具を含む様々な分野に応用されている。 Nickel / titanium alloys (hereinafter referred to as Ni—Ti alloys) are typical shape memory alloys. Shape memory alloys generally have the property of recovering to their original shape even if they are deformed at a temperature above a certain temperature (transformation point), and the original shape when the temperature is above the transformation point even if they are deformed at a temperature below the transformation point. It has the property of recovering to its shape. Ni-Ti alloy has excellent properties such as corrosion resistance, number of uses, durability, and super elasticity among shape memory alloys. Therefore, it is used as an antenna material for mobile phones, wire for body suits, watch bands, and glasses. It is applied in various fields including living tools such as frames, and medical devices such as orthodontic wires, stents, and implants.

生活用具や医療用具のように人体との接触が想定されるものへのNi−Ti合金の応用例において、合金に含まれるニッケル(Ni)の溶出による刺激の発生が問題となり得る。Niは、細胞毒性を示したりアレルギーを誘発したりする性質を有しており、Niによる皮膚刺激又はアレルギーの発生などの不具合は以前から報告されている。 In the application of the Ni—Ti alloy to things that are expected to come into contact with the human body, such as living tools and medical devices, the generation of irritation due to the elution of nickel (Ni) contained in the alloy can be a problem. Ni has the property of exhibiting cytotoxicity and inducing allergies, and problems such as skin irritation or allergy caused by Ni have been reported for some time.

Niと比較して、Ti及びその酸化物である二酸化チタン(TiO)は優れた生体適合性を示すことが知られている。そのため、Ni−Ti合金からのNiの溶出による不具合を抑制する試みとして、Ni−Ti合金の表層、すなわちNi−Ti合金の表面からある程度の深さまでのNiの含有量、例えばNiの原子濃度(atomic concentration)を下げることが試みられている。 Compared to Ni, Ti and its oxide, titanium dioxide (TIO 2 ), are known to exhibit excellent biocompatibility. Therefore, as an attempt to suppress defects due to the elution of Ni from the Ni-Ti alloy, the Ni-Ti alloy surface layer, that is, the Ni content from the Ni-Ti alloy surface to a certain depth, such as the Ni atomic concentration (Ni) Attempts have been made to lower the atomic concept.

TiはNiよりも酸素との反応性が高いことを利用し、Ni−Ti合金を酸素雰囲気中で熱酸化処理することでNi−Ti合金に二酸化チタンの表層を形成させる方法が報告されている(例えば、非特許文献1)。しかし、もともとNi−Ti合金は、TiとNiとを真空中でアーク溶解し、得られた鋳塊を熱間加工した後、焼鈍と冷間加工を繰り返す等の複数回の熱処理を含む方法によって製造されるものであるため、いったん製造されたNi−Ti合金にさらなる加熱処理を行うこと、これにより酸素を合金内部にまで押し込むことは、合金内部の組織変化又は構造変化を誘発し、超弾性などの望ましい諸特性を損なうおそれがある。 Utilizing the fact that Ti has a higher reactivity with oxygen than Ni, a method has been reported in which a Ni-Ti alloy is thermally oxidized in an oxygen atmosphere to form a surface layer of titanium dioxide on the Ni-Ti alloy. (For example, Non-Patent Document 1). However, the Ni-Ti alloy was originally produced by a method that included multiple heat treatments, such as arc melting Ti and Ni in a vacuum, hot working the resulting ingot, and then repeating annealing and cold working. Since it is manufactured, further heat treatment of the once-manufactured Ni-Ti alloy, thereby pushing oxygen into the alloy, induces structural or structural changes inside the alloy and is superelastic. There is a risk of impairing desirable properties such as.

さらに、熱酸化処理では、Ni−Ti合金の表層の浅い位置に、Niの原子密度が局所的に高い層が形成される傾向がある。このような層を有するNi−Ti合金は、依然としてNiの溶出による不具合を引き起こし得る。 Further, in the thermal oxidation treatment, a layer having a locally high Ni atomic density tends to be formed at a shallow position on the surface layer of the Ni—Ti alloy. Ni—Ti alloys with such layers can still cause defects due to Ni elution.

また、純Tiを陽極酸化処理することで表面にTiOの表層を形成させることができ、これによってTiの表面にTiO表層の厚さに応じた様々な色を付与することが可能であることは広く知られている。この様な色は、金属材料としてのTiに装飾性を付与し、様々な用途特に生活用品への応用においてTiの利用価値を高めている。しかし、陽極酸化が難しい金属とTiとの合金、典型的にはNi−Ti合金に対しては、陽極酸化を行ってもTiOの表層が形成されなかったり、TiOの表層の深さや形成される場所が不均一となったりするなど、装飾性の高い色を付与することは困難であった。 Further, by anodizing pure Ti, a surface layer of TiO 2 can be formed on the surface thereof, whereby various colors can be imparted to the surface of Ti according to the thickness of the surface layer of TiO 2. It is widely known. Such a color imparts decorativeness to Ti as a metal material, and enhances the utility value of Ti in various applications, particularly applications in daily necessities. However, an alloy of metal and Ti hard anodization, for typically Ni-Ti alloy, or not the surface layer of TiO 2 is formed be subjected to anodic oxidation, the depth and the surface layer of TiO 2 formed It was difficult to give a highly decorative color, such as uneven locations.

S.Shabalovskaya,J.Anderegg,F.Laabs,P.Thiel,G.Rondelli,J.Biomed.Mater.Res.,2003,65B,193.S. Shabalovskaya, J. Mol. Anderegg, F. et al. Labs, P. et al. Thiel, G.M. Rondoli, J. et al. Biomed. Mater. Res. , 2003, 65B, 193.

本発明は、Niを実質的に含まない表層を有する、Niの溶出による不具合を引き起こすおそれの少ないNi−Ti合金及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a Ni—Ti alloy having a surface layer substantially free of Ni and which is less likely to cause problems due to elution of Ni, and a method for producing the same.

本発明者らは、特定濃度の硝酸中でNi−Ti合金を陽極酸化することで、Niを実質的に含まない表層を有するNi−Ti合金を製造することができることを見いだし、下記の各発明を完成させた。 The present inventors have found that by anodizing a Ni—Ti alloy in nitric acid at a specific concentration, a Ni—Ti alloy having a surface layer substantially free of Ni can be produced, and the following inventions have been made. Was completed.

(1)0.03M〜0.3Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でNi−Ti合金を陽極酸化する工程を含む、ニッケル原子密度が10%以下である表層を有するNi−Ti合金の製造方法。
(2)表層の深さがNi−Ti合金の表面から少なくとも50nmである、(1)に記載の製造方法。
(3)陽極酸化が0.05M〜0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中で行われる、(1)に記載の製造方法。
(4)表層の深さがNi−Ti合金の表面から少なくとも100nmである、(3)に記載の製造方法。
(5)陽極酸化が0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中で行われる(1)に記載の製造方法。
(6)表層のニッケル原子密度が5%以下であり、深さがNi−Ti合金の表面から少なくとも100nmである、(5)に記載の製造方法。
(7)陽極酸化する工程の前に、Ni−Ti合金を0.3M〜5Mの硝酸に1〜48時間浸漬する工程をさらに含む、(1)〜(6)のいずれか一項に記載の製造方法。
(8)表面から少なくとも50nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である表層及び算術平均粗さが8nm以下である表面を有するNi−Ti合金。
(9)表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である、(8)に記載のNi−Ti合金。
(10)表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が5%以下である、(8)に記載のNi−Ti合金。
(1) A method for producing a Ni-Ti alloy having a surface layer having a nickel atomic density of 10% or less, which comprises a step of anodizing the Ni—Ti alloy in an aqueous solution containing 0.03M to 0.3M nitric acid or nitrate. ..
(2) The production method according to (1), wherein the depth of the surface layer is at least 50 nm from the surface of the Ni—Ti alloy.
(3) The production method according to (1), wherein the anodization is carried out in an aqueous solution of nitric acid or nitrate of 0.05 M to 0.1 M.
(4) The production method according to (3), wherein the depth of the surface layer is at least 100 nm from the surface of the Ni—Ti alloy.
(5) The production method according to (1), wherein the anodization is carried out in an aqueous solution containing 0.1 M nitric acid or nitrate.
(6) The production method according to (5), wherein the surface layer has a nickel atomic density of 5% or less and a depth of at least 100 nm from the surface of the Ni—Ti alloy.
(7) The item according to any one of (1) to (6), further comprising a step of immersing the Ni—Ti alloy in 0.3M to 5M nitric acid for 1 to 48 hours prior to the step of anodizing. Production method.
(8) A Ni-Ti alloy having a surface layer having a nickel atomic density of 10% or less at a depth of at least 50 nm from the surface and a surface having an arithmetic mean roughness of 8 nm or less.
(9) The Ni—Ti alloy according to (8), wherein the nickel atom density at a depth of at least 100 nm from the surface is 10% or less.
(10) The Ni—Ti alloy according to (8), wherein the nickel atom density at a depth of at least 100 nm from the surface is 5% or less.

本発明によれば、Niを実質的に含まない表層を有する、Niの溶出による不具合を引き起こすおそれの少ないNi−Ti合金を製造することができる。かかるNi−Ti合金は、超弾性を保持しつつ、人体等に対してより安全な金属材料となり得る。また、本発明の方法で製造されるNi−Ti合金は黄色〜青色を呈するので、着色されたNi−Ti合金としての装飾性も併せ持つ。さらに、本発明の陽極酸化処理は室温に近い低温で行うことが可能であり、加熱処理等よりも低いエネルギーコストで製造することができる。 According to the present invention, it is possible to produce a Ni—Ti alloy having a surface layer substantially free of Ni and which is less likely to cause problems due to Ni elution. Such a Ni—Ti alloy can be a metal material that is safer for the human body and the like while maintaining superelasticity. Further, since the Ni-Ti alloy produced by the method of the present invention exhibits a yellow to blue color, it also has decorativeness as a colored Ni-Ti alloy. Further, the anodizing treatment of the present invention can be carried out at a low temperature close to room temperature, and can be produced at a lower energy cost than heat treatment and the like.

0.001M(パネルA)、0.005M(パネルB)及び0.01M(パネルC)の硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の表層におけるNi、Ti及び酸素(O)の原子密度を、X線光電子分光装置を用いて測定したときのプロファイルチャートである。The atomic densities of Ni, Ti and oxygen (O) on the surface of the Ni—Ti alloy anodized in nitric acid at 0.001M (panel A), 0.005M (panel B) and 0.01M (panel C). , This is a profile chart when measured using an X-ray photoelectron spectrometer. 0.03M(パネルA)、0.05M(パネルB)及び0.1M(パネルC)の硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の表層におけるNi、Ti及び酸素(O)の原子密度を、X線光電子分光装置を用いて測定したときのプロファイルチャートである。The atomic densities of Ni, Ti and oxygen (O) on the surface of the Ni—Ti alloy anodized in nitric acid at 0.03M (panel A), 0.05M (panel B) and 0.1M (panel C). , This is a profile chart when measured using an X-ray photoelectron spectrometer. 0.3M(パネルA)、0.5M(パネルB)及び1.0M(パネルC)の硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の表層におけるNi、Ti及び酸素(O)の原子密度を、X線光電子分光装置を用いて測定したときのプロファイルチャートである。The atomic densities of Ni, Ti and oxygen (O) on the surface of the Ni—Ti alloy anodized in nitric acid at 0.3M (panel A), 0.5M (panel B) and 1.0M (panel C). , This is a profile chart when measured using an X-ray photoelectron spectrometer. 硝酸の濃度と製造されるNi−Ti合金の膜厚との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the concentration of nitric acid and the film thickness of the produced Ni—Ti alloy. 0.1M(パネルA)又は1.0M(パネルB)の硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の表面を電子顕微鏡で観察した写真である。It is a photograph of the surface of a Ni—Ti alloy anodized in 0.1M (panel A) or 1.0M (panel B) nitric acid observed with an electron microscope. 0.001M〜1.0Mの硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の外観を示す写真である。It is a photograph which shows the appearance of the Ni—Ti alloy anodized in nitric acid of 0.001M to 1.0M. 0.1Mの硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の表面を走査型プローブ顕微鏡で観察した写真である。It is a photograph which observed the surface of Ni—Ti alloy anodized in 0.1M nitric acid with a scanning probe microscope. 0.1Mの硝酸中で、硝酸の温度を5℃(パネルA)、20℃(パネルB)、40℃(パネルC)又は60℃(パネルD)として陽極酸化処理したNi−Ti合金の表層におけるNi、Ti及び酸素(O)の原子密度を、X線光電子分光装置を用いて測定したときのプロファイルチャートである。Surface layer of Ni-Ti alloy anodized in 0.1 M nitric acid at nitric acid temperatures of 5 ° C (panel A), 20 ° C. (panel B), 40 ° C. (panel C) or 60 ° C. (panel D). It is a profile chart when the atomic densities of Ni, Ti and oxygen (O) in the above were measured using an X-ray photoelectron spectrometer. 0.1Mの硝酸中で、硝酸の温度を5℃(パネルA)、20℃(パネルB)、40℃(パネルC)又は60℃(パネルD)として陽極酸化処理したNi−Ti合金の表面を電子顕微鏡で観察した写真である。Surface of Ni-Ti alloy anodized in 0.1 M nitric acid at nitric acid temperatures of 5 ° C (panel A), 20 ° C. (panel B), 40 ° C. (panel C) or 60 ° C. (panel D). Is a photograph observed with an electron microscope. 0.1Mの硝酸中で、1時間(パネルA)、3時間(パネルB)、6時間(パネルC)又は10時間(パネルD)陽極酸化処理したNi−Ti合金の表層におけるNi、Ti及び酸素(O)の原子密度を、X線光電子分光装置を用いて測定したときのプロファイルチャートである。Ni, Ti and Ni on the surface of the Ni—Ti alloy anodized in 0.1 M nitric acid for 1 hour (panel A), 3 hours (panel B), 6 hours (panel C) or 10 hours (panel D). It is a profile chart when the atomic density of oxygen (O) was measured using an X-ray photoelectron spectrometer. 0.1Mの硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の表面(写真A)、1.0Mの硝酸に60℃で24時間、1.0Mの硝酸に60℃で3時間、1.0Mの硝酸に25℃で24時間又は13.14Mの硝酸に60℃で24時間浸漬した後に、0.1M硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金の各表面(順に写真B、C、D、E)を、電子顕微鏡で観察した写真である。Surface of Ni-Ti alloy anodized in 0.1 M nitric acid (Photo A), 1.0 M nitric acid at 60 ° C for 24 hours, 1.0 M nitric acid at 60 ° C for 3 hours, 1.0 M Each surface of the Ni—Ti alloy anodized in 0.1 M nitric acid after being immersed in nitric acid at 25 ° C. for 24 hours or in 13.14 M nitric acid at 60 ° C. for 24 hours (photos B, C, D, E in that order). ) Is a photograph observed with an electron microscope. 0.1Mの硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金(A)、及び1.0Mの硝酸に60℃で24時間浸漬した後に0.1M硝酸中で陽極酸化処理したNi−Ti合金(B)の、各表層におけるNi、Ti及び酸素(O)の原子密度を、X線光電子分光装置を用いて測定したときのプロファイルチャートである。Ni-Ti alloy (A) anodized in 0.1M nitric acid and Ni-Ti alloy (B) anodized in 0.1M nitric acid after being immersed in 1.0M nitric acid at 60 ° C. for 24 hours. ), It is a profile chart when the atomic densities of Ni, Ti and oxygen (O) in each surface layer were measured using an X-ray photoelectron spectrometer.

本発明の第1の態様は、0.03M〜0.3Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でNi−Ti合金を陽極酸化する工程を含む、Niの原子密度が10%以下である表層を有するNi−Ti合金の製造方法に関する。この態様において製造されるNi−Ti合金は、表面から少なくとも50nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である表層を有する。 A first aspect of the present invention comprises a surface layer having a Ni atomic density of 10% or less, comprising the step of anodizing the Ni—Ti alloy in an aqueous solution of 0.03M to 0.3M nitric acid or nitrate. The present invention relates to a method for producing a Ni—Ti alloy. The Ni—Ti alloy produced in this embodiment has a surface layer with a nickel atomic density of 10% or less at a depth of at least 50 nm from the surface.

本発明の第2の態様は、0.05M〜0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でNi−Ti合金を陽極酸化する工程を含む、Niの原子濃度が10%以下である表層を有するNi−Ti合金の製造方法である。この態様において製造されるNi−Ti合金は、表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である表層を有する。 A second aspect of the present invention comprises a surface layer having a Ni atomic concentration of 10% or less, comprising the step of anodizing the Ni—Ti alloy in an aqueous solution of 0.05M to 0.1M nitric acid or nitrate. This is a method for producing a Ni—Ti alloy. The Ni—Ti alloy produced in this embodiment has a surface layer at least 100 nm from the surface and having a nickel atomic density of 10% or less.

本発明の第3の態様は、0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でNi−Ti合金を陽極酸化する工程を含む、Niの原子濃度が5%以下である表層を有するNi−Ti合金の製造方法である。この態様において製造されるNi−Ti合金は、表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が5%以下である表層を有する。 A third aspect of the present invention comprises a step of anodizing a Ni—Ti alloy in a 0.1 M nitric acid or nitrate aqueous solution, the Ni—Ti alloy having a surface layer with a Ni atomic concentration of 5% or less. It is a manufacturing method of. The Ni—Ti alloy produced in this embodiment has a surface layer at least 100 nm from the surface and having a nickel atomic density of 5% or less.

本発明は、硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でNi−Ti合金を陽極酸化する工程を含む。硝酸イオンはその強い酸化性によりNiに対する溶解力を示すことから、硝酸又は硝酸塩の含水溶液中で陽極酸化を行うことで、Ni−Ti合金の表層からNiを溶出することができるものと推察される。硝酸塩としてはNa、Kなどのナトリウム金属と硝酸との塩、又は硝酸アンモニウムなどを使用することが好ましく、特に硝酸アンモニウムの使用が好ましい。また、硝酸又は硝酸塩の溶媒としては、硝酸又は硝酸塩を溶解した際に硝酸イオンを生じるものであればよく、好ましくは含水溶媒、特に好ましくは水である。 The present invention includes the step of anodizing a Ni—Ti alloy in an aqueous solution of nitric acid or nitrate. Since nitrate ions show a dissolving power for Ni due to their strong oxidizing property, it is presumed that Ni can be eluted from the surface layer of the Ni—Ti alloy by anodizing in an aqueous solution containing nitric acid or nitrate. To. As the nitrate, it is preferable to use a salt of a sodium metal such as Na or K and nitric acid, or ammonium nitrate, and particularly preferably ammonium nitrate. The solvent for nitric acid or nitrate may be any solvent that produces nitrate ions when nitric acid or nitrate is dissolved, and is preferably a water-containing solvent, particularly preferably water.

本発明において、硝酸又は硝酸塩の含水溶液の濃度は陽極酸化処理後のNi−Ti合金の表層におけるNi原子密度に影響を与える。本発明では、0.03M〜0.3M、好ましくは0.05M〜0.1M、より好ましくは0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でNi−Ti合金の陽極酸化を行うことが求められる。特に上記各濃度の硝酸の利用が好ましい。なお、本発明における硝酸塩のモル濃度は、硝酸イオンに換算したモル濃度である。 In the present invention, the concentration of nitric acid or nitrate-containing aqueous solution affects the Ni atomic density in the surface layer of the Ni—Ti alloy after anodizing. In the present invention, it is required to anodize the Ni—Ti alloy in an aqueous solution of 0.03M to 0.3M, preferably 0.05M to 0.1M, more preferably 0.1M nitric acid or nitrate. .. In particular, it is preferable to use nitric acid at each of the above concentrations. The molar concentration of nitrate in the present invention is the molar concentration converted to nitrate ion.

例えば、Ni:Ti=55:45(元素数比)のNi−Ti合金に対し、0.3Mの硝酸中で陽極酸化を行うことで、表面から約60nmまでの深さの表層におけるNi原子濃度を10%以下とすることができる。また0.1Mの硝酸中で陽極酸化を行うことで、表面から約125nmまでの深さの表層におけるNi原子濃度を10%以下とすることができる。後者において、金属表面から約110nmまでの深さの表層のNi原子濃度は5%以下である。 For example, Ni—Ti alloy with Ni: Ti = 55: 45 (element number ratio) is anodized in 0.3 M nitric acid to give the Ni atom concentration in the surface layer to a depth of about 60 nm from the surface. Can be 10% or less. Further, by performing anodizing in 0.1 M nitric acid, the Ni atom concentration in the surface layer at a depth of about 125 nm from the surface can be reduced to 10% or less. In the latter, the Ni atom concentration of the surface layer at a depth of about 110 nm from the metal surface is 5% or less.

また、0.03Mの硝酸中で陽極酸化を行うことで、表面から約60nmまでの深さの表層におけるNi原子濃度を10%以下とすることができ、0.05Mの硝酸中で陽極酸化を行うことで、表面から約110nmまでの深さの表層におけるNi原子濃度を10%以下とすることができる。後者において、表面から約90nmまでの深さの表層のNi原子濃度は5%以下である。 Further, by performing anodizing in 0.03 M nitric acid, the Ni atom concentration in the surface layer at a depth of about 60 nm from the surface can be reduced to 10% or less, and anodizing is performed in 0.05 M nitric acid. By doing so, the Ni atom concentration in the surface layer at a depth of about 110 nm from the surface can be set to 10% or less. In the latter, the Ni atom concentration of the surface layer at a depth of about 90 nm from the surface is 5% or less.

一方、0.01Mの硝酸中の陽極酸化及び0.5Mの硝酸中の陽極酸化はいずれも、表面から深さ36nmまでの表層のNi原子濃度が10%を上回る結果を与える。Ni原子密度が10%を大きく越える表層を有するNi−Ti合金は、その表層からのNi溶出を抑制することが難しくなり、Niの溶出による不具合を引き起こすおそれがある。 On the other hand, both the anodizing in 0.01 M nitric acid and the anodizing in 0.5 M nitric acid give the result that the Ni atom concentration of the surface layer from the surface to the depth of 36 nm exceeds 10%. A Ni—Ti alloy having a surface layer with a Ni atomic density of significantly over 10% makes it difficult to suppress the elution of Ni from the surface layer, which may cause problems due to the elution of Ni.

表層におけるNiの原子密度は、例えば、X線光電子分光装置などを用いることによって測定することができる。具体的には、Ni−Ti合金に対してX線光電子分光分析を行い、得られたNiに相当するピークの面積から原子密度を測定することができる。 The atomic density of Ni in the surface layer can be measured by using, for example, an X-ray photoelectron spectrometer or the like. Specifically, the Ni—Ti alloy can be subjected to X-ray photoelectron spectroscopy analysis, and the atomic density can be measured from the area of the peak corresponding to the obtained Ni.

本発明は、Ni−Ti合金、特に超弾性を有する形状記憶合金として利用されているNi−Ti合金を対象とすることができる。例としては、ニチノールNASリメンバロイ(第一金属株式会社)、KMS−SMアロイ(新日鉄住金株式会社)などを挙げることができる。 The present invention can target Ni—Ti alloys, especially Ni—Ti alloys used as shape memory alloys with superelasticity. Examples include Nitinol NAS Remember Roy (Daiichi Kinzoku Co., Ltd.) and KMS-SM Alloy (Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation).

本発明においては、Ni−Ti合金は、使用形態に適合した所望の形状に予め加工したものを使用することが好ましい。かかる形状は特に限定されるものではなく、板状、棒状、円柱状、網状、繊維状、多孔質状、スポンジ状、粉体や繊維を圧縮加工してなる成形体、塊状物等であってよい。 In the present invention, the Ni—Ti alloy is preferably pre-processed into a desired shape suitable for the mode of use. Such a shape is not particularly limited, and may be a plate shape, a rod shape, a columnar shape, a net shape, a fibrous shape, a porous shape, a sponge shape, a molded product obtained by compressing powder or fibers, a lump, or the like. Good.

本発明において利用可能なNi−Ti合金は、超弾性等の諸特性を損なわない限り、NiとTi以外の金属元素を含んでいてもよい。そのような金属元素の例としては、V、Nb、Taなどの5族元素、Cr、Mo、Wなどの6族元素、Mn、Reなどの7属元素、Fe又はCoの鉄属元素、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Ptなどの白金族元素、Cu、Ag、Auなどの11族元素(1B属元素)、Si、Sn、Pbなどの14族元素(4B属元素)、Y、La、Ce、Nd、Sm、Tb、Er、Yb、Acなどの3族元素などを挙げることができる。 The Ni—Ti alloy that can be used in the present invention may contain metal elements other than Ni and Ti as long as it does not impair various properties such as superelasticity. Examples of such metal elements include Group 5 elements such as V, Nb and Ta, Group 6 elements such as Cr, Mo and W, Group 7 elements such as Mn and Re, Fe or Co iron elements, and Ru. , Rh, Pd, Os, Ir, Pt and other platinum group elements, Cu, Ag, Au and other Group 11 elements (1B group elements), Si, Sn, Pb and other Group 14 elements (4B group elements), Y, Group 3 elements such as La, Ce, Nd, Sm, Tb, Er, Yb, and Ac can be mentioned.

本発明における陽極酸化は、硝酸又は硝酸塩の濃度調節に加え、適当な冷却手段を用いて温度を10℃〜20℃の範囲に調節して行うことが好ましい。温度が40℃を上回った状態で陽極酸化を続けると、製造されるNi−Ti合金の表面が粗くなる傾向が見られる。 The anodizing in the present invention is preferably carried out by adjusting the temperature in the range of 10 ° C. to 20 ° C. by using an appropriate cooling means in addition to adjusting the concentration of nitric acid or nitrate. If anodizing is continued in a state where the temperature exceeds 40 ° C., the surface of the produced Ni—Ti alloy tends to be rough.

本発明における陽極酸化は定電流モードで行うことが好ましく、この場合、電圧は電流と溶液の電気伝導度の関係から自動的に決定される。 The anodization in the present invention is preferably performed in a constant current mode, in which case the voltage is automatically determined from the relationship between the current and the electrical conductivity of the solution.

本発明における陽極酸化の電流密度としては、10mA/cm以上、好ましくは25mA/cm以上、より好ましくは50mA/cm以上とすればよい。 The current density of anodizing in the present invention may be 10 mA / cm 2 or more, preferably 25 mA / cm 2 or more, and more preferably 50 mA / cm 2 or more.

また、上記の条件下での陽極酸化は、30分間〜20時間の範囲で行えばよく、好ましくは1時間〜10時間、より好ましくは1時間〜6時間行うことが望ましい。 Further, the anodizing under the above conditions may be carried out in the range of 30 minutes to 20 hours, preferably 1 hour to 10 hours, and more preferably 1 hour to 6 hours.

陽極酸化は、直流、交直重畳、又はパルス波を印加して室温で行うことができる。又は、サイリスタ方式による直流電源を用いて、単相半波、三相半波、六相半波を印加して行うことも可能である。 Anodization can be performed at room temperature by applying direct current, AC / DC superimposition, or pulse waves. Alternatively, it is also possible to apply a single-phase half-wave, a three-phase half-wave, or a six-phase half-wave by using a DC power supply based on a thyristor method.

典型的な態様では、0.1Mの硝酸を満たした適当な浴にNi−Ti合金及び白金をそれぞれアノード及びカソードとして浸し、直流電力供給装置により電力を供給して、電流密度約10〜100mA/cm程度で、陽極酸化を行う。これにより、約125nmの深さの表層のNi原子濃度が10%以下であり、特に約110nmの深さの表層のNi原子濃度が5%以下であるNi−Ti合金を製造することができる。 In a typical embodiment, a Ni-Ti alloy and platinum are immersed in a suitable bath filled with 0.1 M nitric acid as an anode and a cathode, respectively, and power is supplied by a DC power supply device to obtain a current density of about 10 to 100 mA /. Anodize at about cm 2. This makes it possible to produce a Ni—Ti alloy having a Ni atom concentration on the surface layer at a depth of about 125 nm of 10% or less, and particularly a Ni atom concentration on the surface layer at a depth of about 110 nm of 5% or less.

陽極酸化処理されたNi−Ti合金は、硝酸又は硝酸塩の含水溶液から取り出された後に洗浄してもよい。洗浄は水、又はメタノール、エタノールもしくはアセトンなどの有機溶媒を用いて行うことができる。 The anodized Ni—Ti alloy may be washed after being removed from the nitric acid or nitrate aqueous solution. Washing can be performed with water or an organic solvent such as methanol, ethanol or acetone.

上記のいずれの態様に係る方法も、陽極酸化する工程の前に、Ni−Ti合金を0.3M〜5Mの硝酸、好ましくは0.5M〜3Mの硝酸に、1〜48時間好ましくは3〜24時間浸漬させる工程をさらに含むことが好ましい。かかる浸漬の後にNi−Ti合金を上述の条件で陽極酸化することによって、より滑らかな金属表面を有し、耐久性に優れ、Niの溶出がより抑制されたNi−Ti合金を製造することができる。浸漬の温度は室温であってもよく、又は適当に加温してもよい。 In any of the above embodiments, the Ni—Ti alloy is mixed with 0.3M to 5M nitric acid, preferably 0.5M to 3M nitric acid, preferably 3 to 48 hours prior to the anodizing step. It is preferable to further include the step of immersing for 24 hours. By anodizing the Ni—Ti alloy under the above conditions after such immersion, it is possible to produce a Ni—Ti alloy with a smoother metal surface, better durability and more suppressed Ni elution. it can. The temperature of immersion may be room temperature, or may be appropriately heated.

本発明におけるTi−Ni合金の陽極酸化は、合金の表層におけるNiの原子濃度を低下させると同時に、二酸化チタンの表層を形成させることができ、その結果、Ni−Ti合金の表面を黄色〜青色に着色することができる。色は二酸化チタン表層の深さに依存する。以上から、本願発明にかかる方法は、前述の条件下でNi−Ti合金を陽極酸化する工程を含む、ニッケル原子密度が10%以下である表層を有する着色されたNi−Ti合金の製造法と表すことも可能である。 The anodizing of the Ti—Ni alloy in the present invention can reduce the atomic concentration of Ni in the surface layer of the alloy and at the same time form the surface layer of titanium dioxide, resulting in a yellow to blue surface of the Ni—Ti alloy. Can be colored. The color depends on the depth of the titanium dioxide surface. From the above, the method according to the present invention is a method for producing a colored Ni—Ti alloy having a surface layer having a nickel atomic density of 10% or less, which includes a step of anodizing the Ni—Ti alloy under the above conditions. It can also be represented.

本発明は、第4の態様として、表面から少なくとも50nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である表層及び算術平均粗さ(Ra)が8nm以下、好ましくは6nm以下である表面を有する、ニッケル−チタン合金を提供する。本態様の好ましい例は、表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である表層及びRaが6nm以下である表面を有するニッケル−チタン合金であり、より好ましい例は表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が5%以下である表層及びRaが6nm以下である表面を有するニッケル−チタン合金である。かかるNi−Ti合金は、典型的には前記第1ないし第3の態様の方法によって製造することができる。 As a fourth aspect, the present invention has a surface layer having a nickel atomic density of 10% or less at a depth of at least 50 nm from the surface and a surface having an arithmetic mean roughness (Ra) of 8 nm or less, preferably 6 nm or less. A nickel-titanium alloy is provided. A preferred example of this embodiment is a nickel-titanium alloy having a surface layer having a nickel atomic density of 10% or less at a depth of at least 100 nm from the surface and a surface having a Ra of 6 nm or less, and a more preferred example is at least 100 nm from the surface. A nickel-titanium alloy having a surface layer having a nickel atomic density of 5% or less and a surface having a Ra of 6 nm or less. Such a Ni—Ti alloy can typically be produced by the method of the first to third aspects.

算術平均粗さは(Ra)は、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値で表される表面粗さを表す、一般的に利用されている単位である。二酸化チタン表層を有するNi−Ti合金の表面粗さは二酸化チタン表層の耐久性と関連性を有しており、表面が粗いと耐久性が劣る傾向にある。本発明のNi−Ti合金の表面はRaとして8nm以下という低い値を有しており、かかる合金の二酸化チタン表層の耐久性は高いと推察される。 Arithmetic mean roughness (Ra) is expressed by extracting the reference length from the roughness curve in the direction of the average line, summing the absolute values of the deviations from the average line of the extracted part to the measurement curve, and averaging them. It is a commonly used unit that expresses the surface roughness to be obtained. The surface roughness of a Ni—Ti alloy having a titanium dioxide surface layer is related to the durability of the titanium dioxide surface layer, and if the surface is rough, the durability tends to be inferior. The surface of the Ni—Ti alloy of the present invention has a low Ra value of 8 nm or less, and it is presumed that the surface layer of titanium dioxide of such an alloy has high durability.

本発明の方法で得られたNi−Ti合金は、形状記憶に関する特性を維持しつつ、Niの溶出による不具合を引き起こすおそれの少ない金属材料として、また着色された装飾性の高い金属材料として、幅広い分野において利用可能である。例えば、ボディスーツのワイヤー、時計バンド、眼鏡フレームなどの生活用具、歯列矯正ワイヤー、ステント、インプラントなどの医療用具、一般建築用の資材、調理用器具、食器類、衛生機器等に利用可能である。 The Ni-Ti alloy obtained by the method of the present invention is widely used as a metal material that is less likely to cause defects due to elution of Ni and as a highly decorative metal material that is colored while maintaining the characteristics related to shape memory. Available in the field. For example, it can be used for body suit wires, watch bands, eyeglass frames and other living utensils, orthodontic wires, stents, implants and other medical utensils, general building materials, cooking utensils, tableware, sanitary ware, etc. is there.

以下に実施例を掲げ、本発明を具体的に説明するが、この実施例は単に本発明の説明のため、その具体的な態様の参考のために提供されているものであり、発明の範囲を限定する、あるいは制限するものではない。また、全ての実施例は、特に詳細に記載するもの以外は、当業者に標準的な技術又は方法を用いて実施し、又は実施することのできるものである。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present examples are provided merely for the purpose of explaining the present invention and for reference in specific embodiments thereof, and the scope of the invention. Does not limit or limit. In addition, all the examples can be carried out or carried out by those skilled in the art using standard techniques or methods, except as described in detail.

<実施例1>
1)製造例
0.001M、0.005M、0.01M、0.03M、0.05M、0.1M、0.3M、0.5M又は1.0Mの硝酸水溶液200mLをそれぞれ満たした浴を用意し、Ni:Ti=55:45(元素数比)のNi−Ti合金(直径17mm×厚さ3mm)の板をアノードとし、同サイズのPt板をカソードとして各浴に浸漬し、電流密度50mA/cm、及び浴中の硝酸水溶液の温度20℃の条件下で、180分間、陽極酸化を行い、Ni−Ti合金を製造した。0.03M、0.05M、0.1M及び0.3Mの硝酸水溶液中の陽極酸化処理は実施例に、0.001M、0.005M、0.01M、0.5M及び1.0Mの硝酸水溶液中の陽極酸化処理は比較例に、それぞれ相当する。
<Example 1>
1) Production example Prepare a bath filled with 200 mL of a nitric acid aqueous solution of 0.001M, 0.005M, 0.01M, 0.03M, 0.05M, 0.1M, 0.3M, 0.5M or 1.0M, respectively. Then, a plate of Ni—Ti alloy (diameter 17 mm × thickness 3 mm) of Ni: Ti = 55: 45 (element number ratio) was used as an anode, and a Pt plate of the same size was used as a cathode and immersed in each bath, and the current density was 50 mA. Anodizing was carried out for 180 minutes under the conditions of / cm 2 and the temperature of the nitric acid aqueous solution in the bath at 20 ° C. to produce a Ni—Ti alloy. Anodizing treatments in 0.03M, 0.05M, 0.1M and 0.3M aqueous nitric acid solutions are examples of 0.001M, 0.005M, 0.01M, 0.5M and 1.0M aqueous nitric acid solutions. The anodizing treatment inside corresponds to each of the comparative examples.

2)試験例
2)−1.Ni原子密度の測定
上記1)で製造したNi−Ti合金を、X線光電子分光装置(PHI5000 VersaProbe、株式会社アルバックファイ)にてプロファイル分析を行い、Ni、Ti及びO(酸素)の原子密度を測定した。各Ni−Ti合金のプロファイルチャートを図1〜図3に示す。また、金属表面における酸素の原子密度が半分になる深さ(膜厚)を縦軸に、硝酸水溶液濃度を横軸としたグラフを図4に示す。
2) Test example 2) -1. Measurement of Ni Atomic Density The Ni—Ti alloy produced in 1) above was profile-analyzed with an X-ray photoelectron spectrometer (PHI5000 VersaProbe, ULVACPHI Co., Ltd.) to determine the atomic densities of Ni, Ti and O (oxygen). It was measured. Profile charts of each Ni—Ti alloy are shown in FIGS. 1-3. Further, FIG. 4 shows a graph in which the vertical axis is the depth (film thickness) at which the atomic density of oxygen on the metal surface is halved and the horizontal axis is the concentration of the aqueous nitric acid solution.

図1〜3に示されるように、実施例に相当するNi−Ti合金では、金属表面からの深さが50nmでもNi原子密度は10%を下回っている一方、比較例に相当するNi−Ti合金は金属表面からの深さが10〜30nmでNi原子密度が10%を上回る結果となった。また、図4に示されるように、膜厚は0.1Mの硝酸水溶液中の陽極酸化で最大となった。 As shown in FIGS. 1-3, in the Ni—Ti alloy corresponding to the examples, the Ni atomic density is less than 10% even at a depth from the metal surface of 50 nm, while the Ni—Ti alloy corresponding to the comparative example. The alloy had a depth from the metal surface of 10 to 30 nm and a Ni atomic density of more than 10%. Further, as shown in FIG. 4, the film thickness was maximized by anodizing in a 0.1 M aqueous nitric acid solution.

2)−2.電子顕微鏡観察
株式会社日本電子製の走査電子顕微鏡(JCM−5000 Neo Scope)を用い、製造者のマニュアルに従って、上記1)において0.1M又は1.0Mの硝酸水溶液中で陽極酸化を行ったNi−Ti合金(比較例、実施例)の表面を観察した。その電子顕微鏡写真を図5に示す。
2) -2. Electron Microscope Observation Using a scanning electron microscope (JCM-5000 Neo Alloy) manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd., Ni was anodized in a 0.1 M or 1.0 M nitrate aqueous solution in 1) above according to the manufacturer's manual. The surface of the −Ti alloy (Comparative Example, Example) was observed. The electron micrograph is shown in FIG.

1Mの硝酸水溶液中で陽極酸化を行った合金の表面は、0.1Mの硝酸水溶液中で陽極酸化を行った合金のそれと比較して、粗い凹凸が多数発生していることが確認された。かかる表面の粗さは金属表面ないし二酸化チタン表層の耐久性を低下させる原因となることから、本願発明にかかるNi−Ti合金は、比較例のNi−Ti合金より高い耐久性を有しているものと推察された。 It was confirmed that the surface of the alloy anodized in a 1 M aqueous nitric acid solution had a large number of rough irregularities as compared with that of the alloy anodized in a 0.1 M aqueous nitric acid solution. Since such surface roughness causes a decrease in the durability of the metal surface or the surface layer of titanium dioxide, the Ni-Ti alloy according to the present invention has higher durability than the Ni-Ti alloy of the comparative example. It was speculated that it was.

2)−3.外観観察
上記1)で製造したNi−Ti合金の外観を図6に示す。0.03Mの硝酸水溶液中での陽極酸化から薄青、黄色、紫、緑等の多色化が明瞭に観察されるようになり、0.5M以上の硝酸水溶液中の陽極酸化では青みが薄れる傾向にあることが観察された。
2) -3. Appearance Observation Fig. 6 shows the appearance of the Ni—Ti alloy produced in 1) above. Multicoloring of light blue, yellow, purple, green, etc. can be clearly observed from anodizing in a 0.03 M aqueous nitric acid solution, and the bluish color fades when anodized in an aqueous nitric acid solution of 0.5 M or more. It was observed that there was a tendency.

2)−4.表面粗さの測定
走査プローブ顕微鏡(SPM−9700、株式会社島津製作所)を用い、製造者のマニュアルに従って、上記1)において0.1Mの硝酸水溶液中で陽極酸化を行ったNi−Ti合金の表面粗さを観察し、そのイメージ像(図7)から算術平均粗さを算出したところ、5.6nmという結果を得た。
2) -4. Measurement of Surface Roughness The surface of a Ni-Ti alloy that was anodized in a 0.1 M nitric acid aqueous solution in 1) above using a scanning probe microscope (SPM-9700, Shimadzu Corporation) according to the manufacturer's manual. When the roughness was observed and the arithmetic mean roughness was calculated from the image (FIG. 7), a result of 5.6 nm was obtained.

<実施例2>
硝酸水溶液の濃度を0.1Mに固定し、水溶液の温度を5℃、20℃、40℃又は60℃に設定する他は実施例1と同じ条件で陽極酸化を行った。陽極酸化後のNi−Ti合金について、実施例1と同様にX線光電子分光装置(PHI5000 VersaProbe、株式会社アルバックファイ)でプロファイル分析を行い、Ni、Ti及びO(酸素)の原子密度を測定した。そのプロファイルチャートを図8に示す。また、株式会社日本電子製の走査電子顕微鏡(JCM−5000 Neo Scope)を用い、製造者のマニュアルに従って陽極酸化後のNi−Ti合金の表面を観察した。その電子顕微鏡写真を図9に示す。
<Example 2>
Anodization was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of the aqueous nitric acid solution was fixed at 0.1 M and the temperature of the aqueous solution was set to 5 ° C., 20 ° C., 40 ° C. or 60 ° C. The anodized Ni-Ti alloy was profile-analyzed with an X-ray photoelectron spectrometer (PHI5000 VersaProbe, ULVACPHI, Inc.) in the same manner as in Example 1, and the atomic densities of Ni, Ti and O (oxygen) were measured. .. The profile chart is shown in FIG. Further, using a scanning electron microscope (JCM-5000 Neo Scoppe) manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd., the surface of the anodized Ni-Ti alloy was observed according to the manufacturer's manual. The electron micrograph is shown in FIG.

水溶液の温度が40℃以上となると、Ni−Ti合金の表面から約36nmまでの深さの表層でNi原子濃度が10%を上回ることが確認された。一方、水溶液の温度が5℃になると、Ni−Ti合金の表面の粗さが増す傾向にあることが確認された。これらの結果から、陽極酸化中の硝酸水溶液の温度は20℃前後が適していると推察された。 It was confirmed that when the temperature of the aqueous solution was 40 ° C. or higher, the Ni atom concentration exceeded 10% in the surface layer at a depth of about 36 nm from the surface of the Ni—Ti alloy. On the other hand, it was confirmed that when the temperature of the aqueous solution reached 5 ° C., the surface roughness of the Ni—Ti alloy tended to increase. From these results, it was inferred that the temperature of the aqueous nitric acid solution during anodization should be around 20 ° C.

<実施例3>
硝酸水溶液の濃度を0.1Mとし、陽極酸化の時間を1時間、3時間、6時間又は10時間とする他は、実施例1と同じ条件で陽極酸化を行った。陽極酸化後のNi−Ti合金について、実施例1と同様にX線光電子分光装置(PHI5000 VersaProbe、株式会社アルバックファイ)でプロファイル分析を行い、Ni、Ti及びO(酸素)の原子密度を測定した。そのプロファイルチャートを図10に示す。
<Example 3>
Anodization was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of the aqueous nitric acid solution was 0.1 M and the anodizing time was 1 hour, 3 hours, 6 hours or 10 hours. The anodized Ni-Ti alloy was profile-analyzed with an X-ray photoelectron spectrometer (PHI5000 VersaProbe, ULVACPHI, Inc.) in the same manner as in Example 1, and the atomic densities of Ni, Ti and O (oxygen) were measured. .. The profile chart is shown in FIG.

10時間の陽極酸化で僅かに表層のNi電子密度が上昇する傾向が認められるが、いずれの処理時間でも金属表面から約50nmまでの深さの表層のNi原子濃度は10%を下回ることが確認された。 Although the Ni electron density of the surface layer tends to increase slightly after 10 hours of anodizing, it is confirmed that the Ni atom concentration of the surface layer at a depth of about 50 nm from the metal surface is less than 10% at any treatment time. Was done.

<実施例4>
1)Ni:Ti=55:45(元素数比)のNi−Ti合金(直径17mm×厚さ3mm)の板を、1.0Mの硝酸に60℃で24時間(B)、1.0Mの硝酸に60℃で3時間(C)、1.0Mの硝酸に25℃で24時間(D)、13.14Mの硝酸に60℃で24時間(E)、それぞれ浸漬した。浸漬後の板をアノードとし、同サイズのPt板をカソードとして、0.1M硝酸水溶液を満たした浴に浸漬し、電流密度50mA/cm、及び浴中の硝酸水溶液の温度20℃の条件下で、180分間、陽極酸化を行った。
<Example 4>
1) Ni: Ti = 55: 45 (element number ratio) Ni-Ti alloy (diameter 17 mm x thickness 3 mm) plate in 1.0 M nitric acid at 60 ° C for 24 hours (B), 1.0 M. The mixture was immersed in nitric acid at 60 ° C. for 3 hours (C), in 1.0 M nitric acid at 25 ° C. for 24 hours (D), and in 13.14 M nitric acid at 60 ° C. for 24 hours (E). Plate after immersion an anode, a cathode and Pt plate of the same size, were immersed in a bath filled with 0.1M nitric acid aqueous solution, under conditions of a current density of 50 mA / cm 2, and the temperature 20 ° C. aqueous solution of nitric acid in the bath Then, anodic oxidation was performed for 180 minutes.

2)株式会社日本電子製の走査電子顕微鏡(JSM−6701)を用い、製造者のマニュアルに従って、上記1)で陽極酸化を行ったNi−Ti合金(B)〜(E)の表面を観察した。その電子顕微鏡写真を図11に示す。陽極酸化する前に1.0Mの硝酸に浸漬してから陽極酸化を行うことで、浸漬せずにNi−Ti合金を陽極酸化した場合(図11のA)よりも、表面粗さが改善されたNi−Ti合金を得ることができることが確認された。一方、13.14Mの硝酸にNi−Ti合金を浸漬させたとき(E)は、陽極酸化後の板の表面に孔が形成されることが確認された。 2) Using a scanning electron microscope (JSM-6701) manufactured by Nihon Denshi Co., Ltd., the surfaces of Ni—Ti alloys (B) to (E) anodized by 1) above were observed according to the manufacturer's manual. .. The electron micrograph is shown in FIG. By immersing in 1.0 M nitric acid before anodizing and then anodizing, the surface roughness is improved as compared to the case where the Ni—Ti alloy was anodized without anodicing (A in FIG. 11). It was confirmed that the Ni-Ti alloy could be obtained. On the other hand, when the Ni—Ti alloy was immersed in 13.14M nitric acid (E), it was confirmed that holes were formed on the surface of the plate after anodization.

3)上記1)において製造したNi−Ti合金(B)を、X線光電子分光装置(PHI5000 VersaProbe、株式会社アルバックファイ)にてプロファイル分析を行い、Ni、Ti及びO(酸素)の原子密度を測定した。各Ni−Ti合金のプロファイルチャートを図12に示す。浸漬処理を行った場合でも、ニッケル原子密度が10%以下である表層の深さは浸漬処理を行わない場合(図12のA)と殆ど変わらないことが確認された。

3) The Ni-Ti alloy (B) produced in 1) above was profile-analyzed with an X-ray photoelectron spectrometer (PHI5000 VersaProbe, ULVACPHI Co., Ltd.) to determine the atomic densities of Ni, Ti and O (oxygen). It was measured. A profile chart of each Ni—Ti alloy is shown in FIG. It was confirmed that even when the dipping treatment was performed, the depth of the surface layer having the nickel atom density of 10% or less was almost the same as that when the dipping treatment was not performed (A in FIG. 12).

Claims (9)

0.03M〜0.3Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中でニッケル−チタン合金を陽極酸化する工程を含む、ニッケル原子密度が10%以下である二酸化チタンの表層を有するニッケル−チタン合金の製造方法であって、当該表層の深さがニッケル−チタン合金の表面から少なくとも50nmである、前記製造方法。 A method for producing a nickel-titanium alloy having a surface layer of titanium dioxide having a nickel atomic density of 10% or less, which comprises a step of anodizing the nickel-titanium alloy in an aqueous solution of 0.03M to 0.3M nitric acid or nitrate. The production method, wherein the depth of the surface layer is at least 50 nm from the surface of the nickel-titanium alloy. 陽極酸化が0.05M〜0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中で行われる、請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the anodization is carried out in an aqueous solution of nitric acid or nitrate of 0.05 M to 0.1 M. 表層の深さがニッケル−チタン合金の表面から少なくとも100nmである、請求項2に記載の製造方法。 The production method according to claim 2, wherein the depth of the surface layer is at least 100 nm from the surface of the nickel-titanium alloy. 陽極酸化が0.1Mの硝酸又は硝酸塩の含水溶液中で行われる請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the anodization is carried out in an aqueous solution containing 0.1 M nitric acid or nitrate. 表層のニッケル原子密度が5%以下であり、深さがニッケル−チタン合金の表面から少なくとも100nmである、請求項4に記載の製造方法。 The production method according to claim 4, wherein the surface layer has a nickel atomic density of 5% or less and a depth of at least 100 nm from the surface of the nickel-titanium alloy. 陽極酸化する工程の前に、ニッケル−チタン合金を0.3M〜5Mの硝酸に1〜48時間浸漬する工程をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a step of immersing the nickel-titanium alloy in 0.3 M to 5 M nitric acid for 1 to 48 hours before the step of anodizing. 表面から少なくとも50nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である二酸化チタンの表層及び算術平均粗さが8nm以下である表面を有するニッケル−チタン合金。 A nickel-titanium alloy having a surface layer of titanium dioxide having a nickel atomic density of 10% or less and a surface having an arithmetic mean roughness of 8 nm or less at a depth of at least 50 nm from the surface. 表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が10%以下である、請求項7に記載のニッケル−チタン合金。 The nickel-titanium alloy according to claim 7, wherein the nickel atomic density at a depth of at least 100 nm from the surface is 10% or less. 表面から少なくとも100nmの深さのニッケル原子密度が5%以下である、請求項7に記載のニッケル−チタン合金。
The nickel-titanium alloy according to claim 7, wherein the nickel atomic density at a depth of at least 100 nm from the surface is 5% or less.
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